指向課堂變革的高中物理教學(xué)實踐分析

寧安曼

教師是課堂活動的設(shè)計者和組織者，東莞市推進(jìn)的“品質(zhì)課堂”給廣大一線教師提供了新的課程設(shè)計思路和方向。本文以新人教版《高中物理（必修二）》第八章第四節(jié)“機(jī)械能守恒定律”教學(xué)為例，分析如何依托學(xué)科核心素養(yǎng)，在課堂中實現(xiàn)五個變革方向。

一、以學(xué)生為中心推進(jìn)課堂變革

“以學(xué)生為中心”注重學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展，實現(xiàn)從“以教為中心”向“以學(xué)為中心”的轉(zhuǎn)變、從傳授模式向?qū)W習(xí)模式的轉(zhuǎn)變，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量，提升學(xué)生的知識、能力和素養(yǎng)。

不同于初中物理的形象直觀，高中物理更抽象，學(xué)生也更容易產(chǎn)生畏難情緒。為此，教師課前通過引入與本節(jié)課原理相關(guān)的小活動小實驗，營造良好的課堂氛圍，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。讓學(xué)生產(chǎn)生探究現(xiàn)象本質(zhì)的好奇心，就是一個很好的切入點。

在機(jī)械能守恒定律一課中，我采用“勇敢者游戲”導(dǎo)入：邀請學(xué)生上臺，學(xué)生把重錘懸線拉直并放到鼻尖，準(zhǔn)備好后從靜止開始釋放重錘。學(xué)生由于日常生活經(jīng)驗及積累和一些錯誤的前概念認(rèn)知，會認(rèn)為來回擺動的重錘會砸到自己而忍不住往后退，事實是來回擺動重錘并不會砸到站在原位一動不動的學(xué)生。當(dāng)實驗現(xiàn)象與前概念認(rèn)知不相符時，學(xué)生會產(chǎn)生極大的探究欲望，引發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

實驗是物理教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，在“探究單擺物體運動過程中機(jī)械能是否相等”這個實驗的實施階段，讓學(xué)生參與進(jìn)來，打破教師主導(dǎo)實驗的模式。安排一名學(xué)生負(fù)責(zé)控制小球從靜止開始進(jìn)行釋放，讓坐在臺下的學(xué)生觀看實驗和屏幕并負(fù)責(zé)讀數(shù)，另外邀請一名學(xué)生負(fù)責(zé)記錄數(shù)據(jù)到電腦中。實驗結(jié)束后，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)表格，學(xué)生進(jìn)行分組討論，并分享發(fā)現(xiàn)的結(jié)論。這一環(huán)節(jié)學(xué)生親歷探究過程，在合作中探知真理，在思維碰撞中相互學(xué)習(xí)，提高了教學(xué)效果。

二、學(xué)科育人功能推進(jìn)課堂變革

《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》）中把三維目標(biāo)中的“情感態(tài)度與價值觀”，進(jìn)一步升華為核心素養(yǎng)中的“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”，內(nèi)含科學(xué)本質(zhì)、科學(xué)倫理、社會責(zé)任等方面。 對于這部分改動，要求教師充分發(fā)揮主觀能動性，精心挖掘教材中育人的素材落實到課堂中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，增加其社會責(zé)任感。

能量對于學(xué)生來說是一個非常抽象的概念，對能量之間的相互轉(zhuǎn)換，筆者引入水輪機(jī)模型進(jìn)行演示實驗。讓水從高處下落，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能帶動底部葉片轉(zhuǎn)動，水位越高，葉片轉(zhuǎn)動越快。然后引導(dǎo)學(xué)生對其應(yīng)用進(jìn)行思考：“了解完物理原理，它可以應(yīng)用于生產(chǎn)生活的哪些方面呢？”接著引出國之重器三峽大壩水利工程，介紹水利工程的背景和建造過程，了解科學(xué)家為人類發(fā)展作出的貢獻(xiàn)，以及三峽工程對國家的政治、經(jīng)濟(jì)、科技、軍事都有重大影響，激發(fā)學(xué)生為振興祖國好好學(xué)習(xí)，利用所學(xué)知識回饋社會。

教育的本質(zhì)是育人，教師應(yīng)當(dāng)善于利用物理學(xué)科特點，注重科技與生活的聯(lián)系，在“傳道授業(yè)解惑”的同時，傳播社會責(zé)任理念，培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的社會主義接班人。

三、信息技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的深度融合推進(jìn)課堂變革

科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，高科技的應(yīng)用已經(jīng)融入生活的方方面面，傳統(tǒng)的教學(xué)教具已經(jīng)無法滿足高效課堂的要求。《標(biāo)準(zhǔn)》指出：“通過多樣化的教學(xué)方式，利用現(xiàn)代信息技術(shù)引導(dǎo)學(xué)生理解物理學(xué)的本質(zhì)，增強科學(xué)探究能力和解決實際問題的能力。”因此，教師要充分運用信息技術(shù)，豐富教學(xué)模式，提高課堂效率。

在驗證機(jī)械能守恒定律這個實驗中，筆者利用朗威DISLAB光電門替代打點計時器，減少傳統(tǒng)實驗中篩選紙帶選點測量的步驟所花的時間，快速得到某點瞬時速度。實驗過程中小球和光電門無摩擦，減少系統(tǒng)誤差，提高實驗精確度。

希沃白板中課件的互動功能很強，有多種活動模板，能夠把習(xí)題設(shè)計成游戲形式代替教學(xué)中的鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)，增加學(xué)生參與度、積極度的同時，檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。可嵌入判斷對錯的活動模板，檢驗學(xué)生對“哪種情況下滿足機(jī)械能守恒的條件”的判斷能力。課件分左右兩邊隨機(jī)題庫區(qū)，可以同時讓兩位學(xué)生進(jìn)行限時答題PK，活躍學(xué)習(xí)氣氛，提高課堂教學(xué)效果。

四、教師素養(yǎng)能力提升推進(jìn)課堂變革

隨著課程改革的不斷推進(jìn)，對現(xiàn)有的教具和實驗也提出了進(jìn)一步的要求。“教學(xué)有法，而無定法”，教師雖然使用統(tǒng)一的教材和課程標(biāo)準(zhǔn)，但根據(jù)每個教師不同的理解，使用的教具也不盡相同。自制教具需要教師在深入研究教材的基礎(chǔ)上， 結(jié)合現(xiàn)代科技技術(shù)，反復(fù)測試調(diào)整打磨才能投入使用，充分體現(xiàn)教師的創(chuàng)新創(chuàng)造精神，有利于教師隊伍整體素質(zhì)水平的提高。

學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)課過程中，容易形成錯誤概念，即只有在做直線運動的物體，才符合機(jī)械能守恒；或只有重力或者系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，才符合機(jī)械能守恒。為突破這一教學(xué)難點，筆者選擇利用單擺運動中完成機(jī)械能守恒實驗探究，自制等高線及其垂線背景紙，能夠快速定位懸點和光電門位置。利用重力豎直向下的原理，單擺擺長與背景紙垂線重合時，完成實驗的調(diào)平工作。

利用光電門計算瞬時速度需要明確遮光長度。由于單擺運動過程中懸線會產(chǎn)生形變，因此通過光電門的遮光長度不一定為小球直徑，實驗效果精度很差。筆者通過一個小改變，就能使有效遮光長度穩(wěn)定為小球直徑。裁剪一個矩形紙片把小球包裹起來，將小球從球形改裝成圓柱形，即使小球運動過程懸線拉伸變長，遮光長度仍舊不變。

五、多元評價推進(jìn)課堂變革

多元評價體系主要以多元智能理論和建構(gòu)主義為理論參考依據(jù)。學(xué)生的能力是多元的，評價學(xué)生應(yīng)當(dāng)以多個維度進(jìn)行探討，而不僅以對基本知識的理解和掌握這單一維度進(jìn)行評價，否則容易陷入“唯分?jǐn)?shù)論”的應(yīng)試角度境地。教師應(yīng)當(dāng)注重培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，以及科學(xué)態(tài)度、社會責(zé)任的形成與發(fā)展。

本節(jié)課的課后注入STSE教育理念，設(shè)計了如下課后作業(yè)：我們通過學(xué)習(xí)已經(jīng)知道過山車運動的原理是利用了能量的轉(zhuǎn)換，在忽略軌道摩擦的情況下其運動可以看成是機(jī)械能守恒。觀察廣州番禺長隆歡樂世界垂直過山車的圖片，回答以下問題：（1）整體軌道設(shè)計有什么特點？軌道最高點出現(xiàn)在哪里？（2）圓軌最高點的高度能超過起點嗎？為什么？（3）能自制模型驗證第二點嗎？

作業(yè)的設(shè)計意圖如下：讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)生活中處處有物理，要善于觀察和發(fā)現(xiàn)；自制模型沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生可以發(fā)揮多元智能去探究；題目考查機(jī)械能守恒結(jié)合圓周運動的知識，檢驗學(xué)生對過往知識的綜合應(yīng)用能力；自制模型能夠加深學(xué)生對知識原理的理解，有效培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)造能力。

在新一輪課改面前，教師群體應(yīng)當(dāng)與時俱進(jìn)，接受新事物新思路，掌握新技術(shù)，緊跟課改思路和方針，筑牢終身學(xué)習(xí)的意識。

責(zé)任編輯 羅 峰